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某化学兴趣小组设计了如下实验,探究铁的电化学腐蚀及防护原理。
(1)甲同学利用下图装置,进行铁的电化学腐蚀原理探究。
装置 实验步骤及操作 现象
  ⅰ.连好装置,观察 电流表指针偏转
ⅱ.一段时间后,向烧杯中滴加酚酞 碳棒附近溶液变红
ⅲ.一段时间后,向烧杯中滴加铁氰化钾
{K3[Fe(CN)6]}溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
查阅资料:Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①用电极反应式解释实验ⅱ中的现象:
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

②乙同学认为仅通过ⅲ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是
K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2+的检验
K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2+的检验

③为验证猜想,乙同学设计了ⅳ、ⅴ、ⅵ三组对比实验,并记录如下:
实验 滴管 试管 现象
  0.5mol•L-1
K3[Fe(CN)6]
溶液
ⅳ.蒸馏水 无明显变化
ⅴ.1.0mol•L-1NaCl溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀
ⅵ.0.5mol•L-1Na2SO4溶液 无明显变化
a.以上实验表明:在Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。
b.为探究Cl-的存在对反应的影响:乙同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅵ,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是
破坏铁片表面的氧化膜
破坏铁片表面的氧化膜

④结合上述两位同学的实验探究,请你改进甲同学步骤ⅲ的操作:
用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中,再向其中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液
用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中,再向其中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液
,以证明铁发生了电化学腐蚀。
(2)丙同学向如图所示装置的容器a、b中分别加入30mL3.5%的NaCl溶液,闭合K,电流计指针未发生偏转。加热容器a,电流计指针向右偏转。

实验检测表明:容器a中的溶液产生了Fe2+,而容器b中的溶液不存在Fe2+。则:容器b中铁片做
极(填:“正”或“负”)。加热后,电流计指针发生偏转的原因可能是
温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快
温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快

(3)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中,一定条件下,Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜,则阳极的电极反应式为
3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+

【答案】O2+4e-+2H2O=4OH-;K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2+的检验;破坏铁片表面的氧化膜;用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中,再向其中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液;正;温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快;3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:9引用:3难度:0.6
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